CN202839914U

CN202839914U - 磁调太赫兹波滤波器

Info

Publication number: CN202839914U
Application number: CN 201220502731
Authority: CN
Inventors: 李九生; 程伟
Original assignee: China Jiliang University
Current assignee: China Jiliang University
Priority date: 2012-09-27
Filing date: 2012-09-27
Publication date: 2013-03-27
Anticipated expiration: 2022-09-27

Abstract

本实用新型公开了一种磁调太赫兹波滤波器。它包括太赫兹波输入端、N×N个滤波结构单元、太赫兹波输出端、磁场输入端，N为自然数；N×N个滤波结构单元周期排列在与太赫兹波输入方向垂直的平面上，滤波结构单元包括单开口方形金属结构层、钇铁石榴石薄膜层、基体，钇铁石榴石薄膜层一侧设有单开口方形金属结构层,钇铁石榴石薄膜层的另一侧与基体相连，单开口方形金属结构层包括一个方形金属框和两个T型金属件，两个T型金属件两端分别与方形金属框的上边中心和下边中心相连，太赫兹波从太赫兹波输入端输入，经过N×N个滤波结构单元，最后到达太赫兹波输出端。本实用新型具有尺寸小、结构简单紧凑、体积小、重量轻、节约材料、调节方便等优点。

Description

磁调太赫兹波滤波器

技术领域

本实用新型涉及滤波器，尤其涉及一种磁调太赫兹波滤波器。

背景技术

太赫兹波是指频率在0.1～10THz，波长为3000～30μm范围内的电磁波。它介于微波和可见光之间，是宏观电磁理论向微观量子理论过渡的区域，也是电子学向光子学的过渡区域。由于太赫兹在电磁波谱的特殊位置,科学研究和技术应用上的空白点很多,因此太赫兹波段也被称为“太赫兹空隙”(Terahertz Gap)。太赫兹波具有优越的性能，在物理、化学和生命科学等基础研究学科以及医学成像、安全检查、产品检测、空间通信等应用学科都具有重要的研究价值和应用前景,受到世界各国的关注。目前国际上已经成功研制太赫兹波源和检测装置。研究发现太赫兹波作为一种高频电磁波比X射线更安全，应用于医学诊断、安全检查、生物医学、农业、空间天文学、无损检测以及太赫兹通信等许多领域。由于太赫兹波的广泛应用前景，世界各国对于太赫兹波科学技术的研究都极为重视。目前世界上很多国家都积极地开展太赫兹方面的研究, 在国内也掀起了太赫兹研究的浪潮。

太赫兹滤波器是一种非常重要的太赫兹波功能器件，在无线通信、探测和传感等方面有着巨大的应用潜力。随着太赫兹滤波器的研究不断深入，近些年来陆续提出滤波器的具体实现结构，极大地促进了应用于太赫兹频域的滤波器的研究。但是现有的太赫兹滤波器结构复杂、需要改变几何形状或结构尺寸才能制作具有不同滤波性能的滤波器。因此迫切需要研究出尺寸小、结构简单紧凑、体积小、调节方便的太赫兹滤波器来满足太赫兹实际应用的需要。

发明内容

本实用新型的目的是克服现有技术的不足，提供一种磁调太赫兹波滤波器。

磁调太赫兹波滤波器包括太赫兹波输入端、N×N个滤波结构单元、太赫兹波输出端，磁场输入端，N为自然数；N×N个滤波结构单元周期排列在与太赫兹波输入方向垂直的平面上，滤波结构单元包括单开口方形金属结构层、钇铁石榴石薄膜层、基体，钇铁石榴石薄膜层一侧设有单开口方形金属结构层,钇铁石榴石薄膜层的另一侧与基体相连，单开口方形金属结构层包括一个方形金属框和两个T型金属件，两个T型金属件两端分别与方形金属框的上边中心和下边中心相连，太赫兹波从太赫兹波输入端输入，经过N×N个滤波结构单元，最后到达太赫兹波输出端。

所述的周期排列的N×N个滤波结构单元的正视图为正方形，正方形边长为49μm ~51μm。所述的单开口方形金属结构层的材料为金，厚度为0.2μm ~0.5μm。所述的钇铁石榴石薄膜层的厚度为5μm ~8μm。所述的基体的材料为钆镓石榴石，厚度为20μm ~25μm。所述的方形金属框的边长为35μm ~37μm，T型金属件的长为8μm ~10μm，两个T型金属件之间的距离为2μm ~3μm，金属线宽为4μm ~6μm。

本实用新型具有尺寸小、结构简单紧凑、体积小、重量轻、节约材料、调节方便等优点。

附图说明

图1是磁调太赫兹波滤波器的滤波结构单元示意图；

图2是磁调太赫兹波滤波器的单开口方形金属结构层示意图；

图3是磁调太赫兹波滤波器的正视图；

图4是磁调太赫兹波滤波器的性能曲线。

具体实施方式

如图1~3所示，磁调太赫兹波滤波器，其特征在于包括太赫兹波输入端1、N×N个滤波结构单元2、太赫兹波输出端3，磁场输入端8，N为自然数；N×N个滤波结构单元2周期排列在与太赫兹波输入方向垂直的平面上，滤波结构单元2包括单开口方形金属结构层4、钇铁石榴石薄膜层5、基体6，钇铁石榴石薄膜层5一侧设有单开口方形金属结构层4,钇铁石榴石薄膜层5的另一侧与基体6相连，单开口方形金属结构层4包括一个方形金属框和两个T型金属件7，两个T型金属件7两端分别与方形金属框的上边中心和下边中心相连，太赫兹波从太赫兹波输入端1输入，经过N×N个滤波结构单元2，最后到达太赫兹波输出端3。

所述的周期排列的N×N个滤波结构单元2的正视图为正方形，正方形边长为49μm ~51μm。所述的单开口方形金属结构层4的材料为金，厚度为0.2μm ~0.5μm。所述的钇铁石榴石薄膜层5的厚度为5μm ~8μm。所述的基体6的材料为钆镓石榴石，厚度为20μm ~25μm。所述的方形金属框的边长为35μm ~37μm，T型金属件7的长为8μm ~10μm，两个T型金属件7之间的距离为2μm ~3μm，金属线宽为4μm ~6μm。

实施例1

磁调太赫兹波滤波器：

选择结构单元个数N=100。周期排列的N×N个滤波结构单元的正视图为正方形，正方形边长为50μm。单开口方形金属结构层的材料为金，厚度为0.2μm。钇铁石榴石薄膜层的厚度为5μm。基体的材料为钆镓石榴石，厚度为20μm。单开口方形金属结构层包括一个方形金属框和两个T型金属件，两个T型金属件分别与方形金属框的上边中心和下边中心相连，方形金属框的边长为36μm，T型金属件的长为8μm，两个T型金属件之间的距离为2μm，金属线宽为4μm。磁调太赫兹波滤波器的性能曲线如图4所示，当无外加磁场，即外加磁场强度为0Oe时，在0.728 ~0.767THz范围内出现一个阻带；当有外加磁场，即外加磁场强度为272kOe时，在0.741~0.749THz范围内出现一个通带，通带的中心频率为0.745THz，最大透射率为﹣2.9dB。这说明有外加磁场时，在阻带范围内实现了一个通带，实现了滤波的功能。

Claims

1. 一种磁调太赫兹波滤波器，其特征在于包括太赫兹波输入端（1）、N×N个滤波结构单元（2）、太赫兹波输出端（3），磁场输入端（8），N为自然数；N×N个滤波结构单元（2）周期排列在与太赫兹波输入方向垂直的平面上，滤波结构单元（2）包括单开口方形金属结构层（4）、钇铁石榴石薄膜层（5）、基体（6），钇铁石榴石薄膜层（5）一侧设有单开口方形金属结构层（4）,钇铁石榴石薄膜层（5）的另一侧与基体（6）相连，单开口方形金属结构层（4）包括一个方形金属框和两个T型金属件（7），两个T型金属件（7）两端分别与方形金属框的上边中心和下边中心相连，太赫兹波从太赫兹波输入端（1）输入，经过N×N个滤波结构单元（2），最后到达太赫兹波输出端（3）。

2. 根据权利要求1所述的一种磁调太赫兹波滤波器，其特征在于所述的周期排列的N×N个滤波结构单元（2）的正视图为正方形，正方形边长为49μm ~51μm。

3. 根据权利要求1所述的一种磁调太赫兹波滤波器，其特征在于所述的单开口方形金属结构层（4）的材料为金，厚度为0.2μm ~0.5μm。

4. 根据权利要求1所述的一种磁调太赫兹波滤波器，其特征在于所述的钇铁石榴石薄膜层（5）的厚度为5μm ~8μm。

5. 根据权利要求1所述的一种磁调太赫兹波滤波器，其特征在于所述的基体（6）的材料为钆镓石榴石，厚度为20μm ~25μm。

6. 根据权利要求1所述的一种磁调太赫兹波滤波器，其特征在于所述的方形金属框的边长为35μm ~37μm，T型金属件（7）的长为8μm ~10μm，两个T型金属件（7）之间的距离为2μm ~3μm，金属线宽为4μm ~6μm。